(57)【要約】【課題】  低コストで減衰特性が良好な可変光減衰器、及びその製造方法を提供する。【解決手段】  可変光減衰器は、反射ミラー４を取り付けたバイモルフ型圧電素子５に電圧を印加し、バイモルフ型圧電素子５を屈曲させることで、収束性ロッドレンズ３に対する反射ミラー４の角度及び位置を変化させる。これにより、入力用光ファイバ１から収束性ロッドレンズ３を介して反射ミラー４に入力される光信号の焦点位置及び入射角度を変化させ、出力用光ファイバ２から出力される光信号の減衰量を調整する。【選択図】  図１
2005326645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を減衰して出力する可変光減衰器であって、
光信号を入力する第１の光ファイバと、
減衰された光信号を出力する第２の光ファイバと、
前記第１の光ファイバから出力される光信号を収束させて所定の端面から出力させると共に、当該所定の端面から入力される光信号を収束させて前記第２の光ファイバへ入力させるレンズ部と、
前記レンズ部から出力される光信号を反射して、再び前記レンズ部へ入力させる反射部と、
前記反射部を動かして、前記レンズ部と前記反射部との間の距離及び前記反射部の角度を変化させる可動部とを備え、
前記可動部は、前記レンズ部から出力される光信号の前記反射部への入射角度及び焦点位置を同時に変化させて、前記反射部で反射されて前記レンズ部に入力される光信号の減衰量を調整することを特徴とする、可変光減衰器。
【請求項２】
前記反射部は、前記レンズ部の光軸と垂直な面に対して所定の角度を持たせて、前記可動部に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の可変光減衰器。
【請求項３】
前記可動部は、前記反射部の中心が円又は楕円の弧に沿うように、前記反射部を動かすことを特徴とする、請求項２に記載の可変光減衰器。
【請求項４】
前記可動部は、前記反射部が取り付けられた面を屈曲させて、前記反射部を動かすことを特徴とする、請求項３に記載の可変光減衰器。
【請求項５】
前記可動部には、バイモルフ型圧電素子を用いることを特徴とする、請求項４に記載の可変光減衰器。
【請求項６】
前記レンズ部の光軸を基準に前記第１の光ファイバの光軸と対称な位置にある仮想的な光軸と、前記第２の光ファイバの光軸との間の距離が、前記第２の光ファイバにおける有効径の半径よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の可変光減衰器。
【請求項７】
前記レンズ部には、収束性ロッドレンズを用いることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の可変光減衰器。
【請求項８】
前記収束性ロッドレンズの光軸長は、光信号として一方の端面上から入力された放射光を、他方の端面から平行光として出力させると共に、当該他方の端面から入力された平行光を当該一方の端面上にて一点に収束させる長さであることを特徴とする、請求項７に記載の可変光減衰器。
【請求項９】
前記所定の角度が、前記レンズ部の光軸に垂直な面に対して前記反射部が取る最小の角度であることを特徴とする、請求項２に記載の可変光減衰器。
【請求項１０】
前記レンズ部の側面に設けられ、前記所定の角度と同じ角度の支持面が形成された支持部をさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の可変光減衰器。
【請求項１１】
前記レンズ部の前記反射部側の端面に設けられ、前記所定の角度と同じ角度の支持面が形成された支持部をさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の可変光減衰器。
【請求項１２】
前記所定の角度は、前記レンズ部の光軸に垂直な面に対して前記反射部が取る最大の角度であることを特徴とする、請求項２に記載の可変光減衰器。
【請求項１３】
前記所定の角度と同じ角度を持つ支持面が形成され、当該支持面で前記可動部を支える支持部をさらに備えることを特徴とする、請求項１２に記載の可変光減衰器。
【請求項１４】
入力された光信号を減衰して出力する可変光減衰器の製造方法であって、
光信号を入力する第１の光ファイバと、
減衰された光信号を出力する第２の光ファイバと、
前記第１の光ファイバから出力される光信号を収束させて所定の端面から出力させると共に、当該所定の端面から入力される光信号を収束させて前記第２の光ファイバへ入力させるレンズ部と、
前記レンズ部から出力される光信号を反射して、再び前記レンズ部へ入力させる反射部と、
前記反射部を動かして、前記レンズ部と前記反射部との間の距離及び前記反射部の角度を変化させる可動部と、
前記レンズ部及び前記可動部を固定して支える筐体とを備え、
前記可動部が、前記レンズ部から出力される光信号の前記反射部への入射角度及び焦点位置を同時に変化させて、前記反射部で反射されて前記レンズ部に入力される光信号の減衰量を調整する可変光減衰器を、
前記レンズ部を前記筐体に固定する第１の工程と、
前記反射部を前記可動部に取り付け、前記第１の工程によって前記筐体に固定された前記レンズ部の光軸と垂直な面に対して前記反射部が所定の角度を持つ位置で、前記可動部を前記筐体に取り付ける第２の工程と、
光信号が入力された前記第１の光ファイバを、前記レンズ部に対して、前記第２の工程によって前記可動部に取り付けられた前記反射部と反対側にあたる一方の端面に光信号を入力しながら近づけて、前記レンズ部及び前記反射部によって当該一方の端面に戻ってくる光信号に基づいて、前記第１及び第２の光ファイバを前記レンズ部に仮固定する位置を決定する第３の工程と、
前記第３の工程で決定した位置で、前記第１及び第２の光ファイバを前記レンズ部に固定する第４の工程とで製造する、可変光減衰器の製造方法。
【請求項１５】
前記第３の工程では、前記第１の光ファイバから前記レンズ部の前記一方の端面に入力された光信号が、前記レンズ部の前記一方の端面と反対側にあたる他方の端面から収束光として出力され、当該収束光が前記反射部によって反射され、再び前記他方の端面から前記レンズ部に入力され、前記レンズ部の前記一方の端面から放射光として出力される光信号に基づいて、前記第１及び第２の光ファイバを前記レンズ部に固定する位置を決定することを特徴とする、請求項１４に記載の可変光減衰器の製造方法。
【請求項１６】
前記筐体は、前記可動部を固定する箇所に前記反射部が持つ前記所定の角度と同じ角度を持つ固定面を備えることを特徴とする、請求項１４に記載の可変光減衰器の製造方法。
【請求項１７】
入力された光信号を減衰して出力する可変光減衰器の製造方法であって、
光信号を入力する第１の光ファイバと、
減衰された光信号を出力する第２の光ファイバと、
前記第１の光ファイバから出力される光信号を収束させて所定の端面から出力させると共に、当該所定の端面から入力される光信号を収束させて前記第２の光ファイバへ入力させるレンズ部と、
前記レンズ部から出力される光信号を反射して、再び前記レンズ部へ入力させる反射部と、
前記反射部を動かして、前記レンズ部と前記反射部との間の距離及び前記反射部の角度を変化させる可動部と、
前記レンズ部及び前記可動部を固定して支える筐体とを備え、
前記可動部が、前記レンズ部から出力される光信号の前記反射部への入射角度及び焦点位置を同時に変化させて、前記反射部で反射されて前記レンズ部に入力される光信号の減衰量を調整する可変光減衰器を、
前記レンズ部の光軸と垂直な面に対して所定の角度の反射面を有する透明部を、前記レンズ部に仮固定する第１の工程と、
光信号が入力された前記第１の光ファイバを、前記レンズ部に対して、前記第１の工程によって前記反射面を有する透明部が仮固定された面と反対側にあたる一方の端面に光信号を入力しながら近づけて、前記レンズ部及び前記反射面によって当該一方の端面に戻ってくる光信号に基づいて、前記第１及び第２の光ファイバを前記レンズ部に仮固定する位置を決定する第２の工程と、
前記第２の工程で決定した位置で、前記第１及び第２の光ファイバを前記レンズ部に固定する第３の工程と、
前記反射部を前記可動部に取り付け、前記反射部を取り付けた前記可動部を、前記第３の工程によって前記第１及び第２の光ファイバが固定された前記レンズ部に仮固定されている前記反射面を有する透明部に、前記反射面と前記反射部とが重なる位置で仮固定する第４の工程と、
前記レンズ部、及び前記第４の工程によって前記反射面を有する透明部に仮固定された前記可動部を前記筐体に取り付ける第５の工程と、
前記第５の工程によって前記筐体に取り付けられた前記レンズ部、及び前記可動部から、前記１及び第４の工程によって前記レンズ部及び前記可動部に仮固定された前記反射面を有する透明部を取り外す第６の工程とで製造する、可変光減衰器の製造方法。
【請求項１８】
前記第２の工程では、前記第１の光ファイバから前記レンズ部の前記一方の端面に入力された光信号が、前記レンズ部の前記一方の端面と反対側にあたる他方の端面から収束光として出力され、当該収束光が前記反射面によって反射され、再び前記他方の端面から前記レンズ部に入力され、前記レンズ部の前記一方の端面から放射光として出力される光信号に基づいて、前記第１及び第２の光ファイバを前記レンズ部に固定する位置を決定することを特徴とする、請求項１７に記載の可変光減衰器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号強度調整用デバイスである可変光減衰器、及びその製造方法に関し、より特定的には、低コストで減衰特性が良好な可変光減衰器、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変光減衰器としては、磁界中の透明媒質に光を通過させると、磁界に比例して光の偏波面が回転するファラデー効果を利用した可変光減衰器（以下、第１従来例の可変光減衰器と記す）が存在する（例えば、特許文献１）。図１２は、第１従来例の可変光減衰器の構成を示す図である。図１２において、第１従来例の可変光減衰器は、入力用光ファイバ５０１、出力用光ファイバ５０２、レンズ５０３、レンズ５０４、偏光素子５０５、偏光素子５０６、磁気光学素子５０７、永久磁石５０８、及び永久磁石５０９を備える。
【０００３】
第１従来例の可変光減衰器は、入力用光ファイバ５０１に入力された光信号を、偏光素子５０５で互いに直交する２成分の直線偏光に分離し、レンズ５０３、磁気光学素子５０７、及びレンズ５０４を介して、偏光素子５０６で再び合成し、光信号として出力用光ファイバ５０２から出力する。ここで、第１従来例の可変光減衰器は、永久磁石５０８及び永久磁石５０９を用いて、磁気光学素子５０７に印加される磁界を変動させ、ファラデー効果を利用することで、出力用光ファイバ５０２から出力される光信号の減衰量を調整している。
【０００４】
また、ファラデー効果を利用しない従来の可変光減衰器としては、例えば特許文献２に開示されたものがある。特許文献２には、光信号の焦点位置を変化させることで、光信号の減衰量を調整する可変光減衰器（以下、第２従来例の可変光減衰器と記す）が開示されている。図１３は、第２従来例の可変光減衰器の構造を示す図である。図１３において、第２従来例の可変光減衰器は、入力用光ファイバ６０１、出力用光ファイバ６０２、レンズ６０３、反射ミラー６０４、可動部６０５、及び筐体６０６を備える。
【０００５】
第２従来例の可変光減衰器は、入力用光ファイバ６０１に入力された光信号を、レンズ６０３を介して、反射ミラー６０４で反射し、再びレンズ６０３を介して、出力用光ファイバ６０２から出力する。ここで、第２従来例の可変光減衰器は、反射ミラー６０４が取り付けられた可動部６０５をネジ穴に沿って回転させ平行移動させることで、反射ミラー６０４で反射される光信号の焦点位置を変化させる。これにより、第２従来例の可変光減衰器は、出力用光ファイバ６０２から出力される光信号の減衰量を調整している。
【０００６】
また、特許文献２には、光信号の入射角度を変化させることで、光信号の減衰量を調整する可変光減衰器（以下、第３従来例の可変光減衰器と記す）も開示されている。図１４は、第３従来例の可変光減衰器の構造を示す図である。第３従来例の可変光減衰器は、反射ミラー６０４が取り付けられた可動部６１５を筐体６１６の傾き部分に沿って回転させ、反射ミラー６０４への光信号の入射角度を連続的に変化させる。これにより、第３従来例の可変光減衰器は、出力用光ファイバ６０２から出力される光信号の減衰量を調整している。
【特許文献１】特開２００１−１４２０４０号公報
【特許文献２】特許第３１３２４１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記第１従来例の可変光減衰器においては、多くの部品を必要とし高コストになるという問題点がある。
また、上記第２従来例の可変光減衰器においては、光信号の焦点位置のみを変化させるので、大きな光減衰量（例えば、３０ｄＢ）を得るには、反射ミラー６０４を相当量（例えば、数ｍｍ以上）平行移動させなければならないという問題点がある。このような可変光減衰器は、筐体６０６のネジ穴部分を大きくとる必要があり、構造上小型化することが難しい。
また、上記第３従来例の可変光減衰器においては、光信号の入射角度のみを変化させるので、大きな光減衰量を得るには、反射ミラー６０４を大きく傾けなければならないという問題点がある。このような可変光減衰器は、反射ミラー６０４の傾きによって反射光が広がるためレンズ６０３を大きくする必要があり、構造上小型化することが難しい。
【０００８】
それ故に、本発明の目的は、低コストで減衰特性が良好な可変光減衰器、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、光信号を減衰して出力する可変光減衰器に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の可変光減衰器は、光信号を入力する第１の光ファイバと、減衰された光信号を出力する第２の光ファイバと、第１の光ファイバから出力される光信号を収束させて所定の端面から出力させると共に、所定の端面から入力される光信号を収束させて第２の光ファイバへ入力させるレンズ部と、レンズ部から出力される光信号を反射して、再びレンズ部へ入力させる反射部と、反射部を動かして、レンズ部と反射部との間の距離及び反射部の角度を変化させる可動部とを備える。上記構成の可変光減衰器において、可動部は、レンズ部から出力される光信号の反射部への入射角度及び焦点位置を同時に変化させることで、反射部で反射されてレンズ部に入力される光信号の減衰量を調整する。
【００１０】
好ましくは、反射部は、レンズ部の光軸と垂直な面に対して所定の角度を持たせて、可動部に取り付けられる。また、可動部は、反射部の中心が円又は楕円の弧に沿うように反射部を動かす。
【００１１】
可動部は、反射部が取り付けられた面を屈曲させて反射部を動かすことができる。このような可動部には、バイモルフ型圧電素子を用いることができる。
【００１２】
好ましくは、レンズ部の光軸を基準に第１の光ファイバの光軸と対称な位置にある仮想的な光軸と、第２の光ファイバの光軸との間の距離は、第２の光ファイバにおける有効径の半径よりも大きい。
【００１３】
レンズ部には、収束性ロッドレンズを用いることができる。また、収束性ロッドレンズの光軸長は、光信号として一方の端面上から入力された放射光を、他方の端面から平行光として出力させると共に、他方の端面から入力された平行光を一方の端面上にて一点に収束させる長さである。
【００１４】
好ましくは、反射部が取り付けられる所定の角度は、レンズ部の光軸に垂直な面に対して反射部が取る最小の角度である。上記構成の可変光減衰器は、レンズ部の側面に設けられ、反射部が取り付けられる所定の角度と同じ角度の支持面が形成された支持部をさらに備えてもよい。また、支持部は、レンズ部の反射部側の端面に設けられ、所定の角度と同じ角度の支持面が形成されていてもよい。
【００１５】
また、別の実施形態として、反射部が取り付けられる所定の角度は、レンズ部の光軸に垂直な面に対して反射部が取る最大の角度とすることもできる。上記構成の可変光減衰器は、反射部が取り付けられる所定の角度と同じ角度を持つ支持面が形成され、その支持面で可動部を支える支持部をさらに備えてもよい。
【００１６】
また、本発明は、光信号を減衰して出力する可変光減衰器の製造方法にも向けられている。なお、上記可変光減衰器は、光信号を入力する第１の光ファイバと、減衰された光信号を出力する第２の光ファイバと、第１の光ファイバから出力される光信号を収束させて所定の端面から出力させると共に、所定の端面から入力される光信号を収束させて第２の光ファイバへ入力させるレンズ部と、レンズ部から出力される光信号を反射して、再びレンズ部へ入力させる反射部と、反射部を動かして、レンズ部と反射部との間の距離及び反射部の角度を変化させる可動部と、レンズ部及び可動部を固定して支える筐体とを備える。上記構成の可変光減衰器において、可動部は、レンズ部から出力される光信号の反射部への入射角度及び焦点位置を同時に変化させて、反射部で反射されてレンズ部に入力される光信号の減衰量を調整する。
【００１７】
そして、上記目的を達成させるために、本発明の可変光減衰器の製造方法は、以下の第１〜４までの工程を備える。第１の工程では、レンズ部を筐体に固定する。第２の工程では、反射部を可動部に取り付け、第１の工程によって筐体に固定されたレンズ部の光軸と垂直な面に対して反射部が所定の角度を持つ位置で、可動部を筐体に取り付ける。第３の工程では、光信号が入力された第１の光ファイバを、レンズ部に対して、第２の工程によって可動部に取り付けられた反射部と反対側にあたる一方の端面に光信号を入力しながら近づけて、レンズ部及び反射部によって一方の端面に戻ってくる光信号に基づいて、第１及び第２の光ファイバをレンズ部に仮固定する位置を決定する。第４の工程では、第３の工程で決定した位置で、第１及び第２の光ファイバをレンズ部に固定する。
【００１８】
好ましくは、第３の工程では、第１の光ファイバからレンズ部の一方の端面に入力された光信号が、レンズ部の一方の端面と反対側にあたる他方の端面から収束光として出力され、収束光が反射部によって反射され、再び他方の端面からレンズ部に入力され、レンズ部の一方の端面から放射光として出力される光信号に基づいて、第１及び第２の光ファイバをレンズ部に固定する位置を決定する。
【００１９】
また、筐体は、可動部を固定する箇所に反射部が持つ所定の角度と同じ角度を持つ固定面を備えてもよい。
【００２０】
また、本発明の可変光減衰器の製造方法は、以下の第１〜６までの工程を備えてもよい。第１の工程では、レンズ部の光軸と垂直な面に対して所定の角度の反射面を有する透明部をレンズ部に仮固定する。第２の工程では、光信号が入力された第１の光ファイバをレンズ部に対して、第１の工程によって反射面を有する透明部が仮固定された面と反対側にあたる一方の端面に光信号を入力しながら近づけて、レンズ部及び反射面によって一方の端面に戻ってくる光信号に基づいて、第１及び第２の光ファイバをレンズ部に仮固定する位置を決定する。第３の工程では、第２の工程で決定した位置で、第１及び第２の光ファイバをレンズ部に固定する。第４の工程では、反射部を可動部に取り付け、反射部を取り付けた可動部を、第３の工程によって第１及び第２の光ファイバが固定されたレンズ部に仮固定されている反射面を有する透明部に、反射面と反射部とが重なる位置で仮固定する。第５の工程では、レンズ部、及び第４の工程によって反射面を有する透明部に仮固定された可動部を筐体に取り付ける。第６の工程では、第５の工程によって筐体に取り付けられたレンズ部及び可動部から、第１及び第４の工程によってレンズ部及び可動部に仮固定された反射面を有する透明部を取り外す。
【００２１】
好ましくは、第２の工程では、第１の光ファイバからレンズ部の一方の端面に入力された光信号が、レンズ部の一方の端面と反対側にあたる他方の端面から収束光として出力され、収束光が反射面によって反射され、再び他方の端面からレンズ部に入力され、レンズ部の一方の端面から放射光として出力される光信号に基づいて、第１及び第２の光ファイバをレンズ部に固定する位置を決定する。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、反射部の位置及び角度を同時に変化させて、入力用光ファイバから入力される光信号の入射角度、および焦点位置を同時に変化させることができる。これにより、反射部の位置及び角度を相当量変化させることなく、大きな光減衰量を得ることができる。また、用いる部品点数が少ないため、低コストな可変光減衰器とすることができる。また、初期状態において、反射部をレンズ部の端面に対して、レンズ部の端面で発生するレンズ反射光が出力用光ファイバから出力されないように予め角度θだけ傾けて設置することで、良好な光減衰特性を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の製造方法によれば、入力用光ファイバ及び出力用光ファイバをレンズ部に固定する最適な位置を容易に決定することができる。また、角度θを持った反射面を有する透明部を用いることにより、反射部をレンズ部の端面に対して角度θだけ傾けて簡単に設置できる。このため、光減衰特性が良好な可変光減衰器を容易に製造することができる。また、入力用光ファイバ、出力用光ファイバ、レンズ部、角度θを持った反射面を有する透明部、反射部、及び可動部を接続した形成物を、筐体とは別にまとめて製造しておくことができるため、量産性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る可変光減衰器の構造例を示す図である。図１において、可変光減衰器は、入力用光ファイバ１、出力用光ファイバ２、収束性ロッドレンズ３、反射ミラー４、バイモルフ型圧電素子５、及び筐体６を備える。
入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２は、光信号を伝送する。収束性ロッドレンズ３は、入力された光信号を収束させる。本実施形態では、収束性ロッドレンズ３の光軸長を０．２５ピッチとする。なお、収束性ロッドレンズ３の光軸長は、入力された光信号を収束させる光軸長であれば、０．２５ピッチでなくてもよい。例えば、光軸長が０．７５ピッチの収束性ロッドレンズを用いてもよい。具体的には、収束性ロッドレンズ３は、一方の端面上から入力された放射光をレンズ内で収束させ、他方の端面から平行光として出力する。また、他方の端面から入力された平行光をレンズ内で収束させ、一方の端面上で一点に収束させる。
反射ミラー４は、収束性ロッドレンズ３によって収束された光信号を反射する。なお、反射ミラー４は、反射部として機能するものであり、光信号を反射するガラスや金属膜等の素材からなる。バイモルフ型圧電素子５は、反射ミラー４が取り付けられてあり、収束性ロッドレンズ３に対する反射ミラー４の角度及び位置を変化させる。なお、バイモルフ型圧電素子５は、電圧を印加することで形状を変化させる。これは、バイモルフ型圧電素子５が２枚の弾性率の異なる圧電セラミック板を張り合わせた構造からなり、この２枚の圧電セラミック板に電位差を与えることで、異なる弾性率の差を利用してどちらか一方に屈曲する性質を持っているからである。筐体６は、収束性ロッドレンズ３及びバイモルフ型圧電素子５などを支える。
【００２５】
次に、上記構造の可変光減衰器の動作について説明する。
可変光減衰器は、入力用光ファイバ１から入力された光信号を、収束性ロッドレンズ３を介して、バイモルフ型圧電素子５に取り付けられている反射ミラー４で反射し、再度、収束性ロッドレンズ３を介して、出力用光ファイバ２から出力する。ここで、可変光減衰器は、バイモルフ型圧電素子５に電圧源（図示せず）から電圧を印加することで、バイモルフ型圧電素子５の反射ミラー４を取り付けてある端面を屈曲させ、反射ミラー４をバイモルフ型圧電素子５の支点を中心とした円弧に沿って移動させる。これにより、可変光減衰器は、入力用光ファイバ１及び収束性ロッドレンズ３を介して反射ミラー４に入力される光信号の焦点位置及び入射角度を変化させることができる。上記光信号の焦点位置及び入射角度の変化によって、本発明の可変光減衰器は、出力用光ファイバ２から出力される光信号の減衰量を調整する。
【００２６】
なお、上記構造の可変光減衰器において、実際に実験を行ったところ、光減衰量約３０ｄＢ得るには、光信号の焦点位置を１００μｍ〜２００μｍ移動させ、入射角度を０．１°〜０．５°変化させる必要があった。例えば、この焦点位置を移動させる距離（１００μｍ〜２００μｍ）は、従来の焦点位置のみを移動させる可変光減衰器（第２従来例の可変光減衰器）が同じ減衰量を得るのに数ｍｍ焦点位置を移動させる必要があったことを考慮すると、十分に小さいといえる。
【００２７】
次に、反射ミラー４を設置する角度について図２を用いて説明する。反射ミラー４は、初期状態において、予め傾けて設置することが好ましい。すなわち、反射ミラー４は、収束性ロッドレンズ３の端面（収束性ロッドレンズ３の光軸と垂直な面）に対して、角度θ傾けて設置することが好ましい。ここで、初期状態とは、バイモルフ型圧電素子５に電圧を印加していない状態である。
【００２８】
図２（ａ）は、初期状態での反射ミラー４の傾きを説明する図である。ここで、収束性ロッドレンズ３において、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２との接続面を端面Ａ、反射ミラー４側の面を端面Ｂとする。図２（ａ）において、入力用光ファイバ１から入力された光信号は、一部が収束性ロッドレンズ３の端面Ｂでも反射されることになる。すなわち、レンズ反射光３９が発生する。このようなレンズ反射光３９は、反射ミラー４で反射される反射光（以下、ミラー反射光４９と記す）と干渉することで、共振成分を発生させ、可変光減衰器の光減衰特性を劣化させる可能性がある。このような干渉による光減衰特性の劣化を防ぐためには、レンズ反射光３９が出力用光ファイバ２から出力されないようにする必要がある。
【００２９】
図２（ｂ）は、レンズ反射光３９が出力用光ファイバ２から出力されない条件を説明する図である。図２（ｂ）において、収束性ロッドレンズ３の端面Ａの断面には、光入力位置１１、レンズ光軸位置３０、レンズ反射光出力位置３１、及び光出力位置２１が示されている。
光入力位置１１は、端面Ａにおける入力用光ファイバ１の位置（すなわち、入力用光ファイバ１の光軸の位置）を表す。レンズ光軸位置３０は、収束性ロッドレンズ３の光軸の位置を表す。レンズ反射光出力位置３１は、レンズ反射光３９が端面Ａから出力される位置を表す。なお、レンズ反射光出力位置３１は、レンズ光軸位置３０を中心に光入力位置１１と対象な位置である。光出力位置２１は、端面Ａにおける出力用光ファイバ２の位置（すなわち、出力用光ファイバ２の光軸の位置）を表す。なお、光出力位置２１は、光信号（ミラー反射光４９）を出力用光ファイバ２から出力するため、ミラー反射光４９が出力される位置と重なっている。
【００３０】
ここで、レンズ反射光３９が出力用光ファイバ２から出力されない条件は、レンズ反射光出力位置３１が、光出力位置２１（出力用光ファイバ２の光軸の位置）と重ならないことである。すなわち、レンズ反射光出力位置３１と光出力位置２１との間の距離が、出力用光ファイバ２の半径の有効径よりも大きいことが条件となる。このような条件を満たすように、反射ミラー４の角度θを設定する。上記のように、可変光減衰器は、反射ミラー４を角度θ傾けて設置することで、良好な光減衰特性を得ることができる。
【００３１】
以上のように、本発明の一実施形態に係る可変光減衰器によれば、反射ミラー４の位置及び角度を同時に変化させて、入力用光ファイバ１から入力される光信号の入射角度、および焦点位置を同時に変化させることができる。これにより、反射ミラー４の位置及び角度を相当量変化させることなく、大きな光減衰量を得ることができる。また、用いる部品点数が少ないため、低コストな可変光減衰器とすることができる。また、初期状態において、反射ミラー４を収束性ロッドレンズ３の端面に対して、収束性ロッドレンズ３の端面で発生するレンズ反射光が出力用光ファイバ２から出力されないように予め角度θだけ傾け設置することで、良好な光減衰特性を得ることができる。
【００３２】
（可変光減衰器の製造方法１）
次に、本発明の一実施形態に係る可変光減衰器の第１の製造方法を示す。
図３は、可変光減衰器の第１の製造方法を説明する図である。第１の工程（図３（ａ））では、筐体６に収束性ロッドレンズ３を固定する。第２の工程（図３（ｂ））では、反射ミラー４をバイモルフ型圧電素子５に取り付け、反射ミラー４を取り付けたバイモルフ型圧電素子５を、収束性ロッドレンズ３の端面に角度θだけ傾斜させて筐体６に固定する。このとき、筐体６のバイモルフ型圧電素子５を固定する部分に角度θの傾斜面６１を持たせておくと、反射ミラー４に角度θを容易に持たせることができる。なお、角度θを設定する理由は、上述したとおりである。
第３の工程（図３（ｃ））では、収束性ロッドレンズ３に入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を近づけて、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を固定する最適な位置（以下、最適位置と記す）を探す。ここで、最適位置とは、反射ミラー４による反射光が、出力用光ファイバ２から最適に出力される位置である。第４の工程（図３（ｄ））では、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を、第３の工程で探した最適位置で収束性ロッドレンズ３に固定する。第１の製造方法は、上記第１〜４の工程によって、本発明の可変光減衰器を製造する。
【００３３】
第１の製造方法においては、上記第３の工程によって最適位置を容易に探すことができる。以下、第３の工程によって最適位置を容易に探す方法の詳細について、図４を用いて説明する。
最初に、図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて、従来の最適位置を探す方法について説明する。図４（ａ）において、従来の最適位置を探す方法では、収束性ロッドレンズ３と入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２とを固定した後で、収束性ロッドレンズ３の端面に対して、反射ミラー４の位置及び角度を変化させて、出力用光ファイバ２から光信号が最適に出力される位置を探していた。
【００３４】
ここで、従来の最適位置を探す方法における問題点について説明する。図４（ａ）において、収束性ロッドレンズ３の端面Ａ（入力用光ファイバ１）から入力された放射光は、端面Ｂから平行光として出力される。また、端面Ｂから入力された（反射ミラー４で反射された）平行光は、端面Ａ上の一点で収束する収束光として出力される。すなわち、端面Ａから入力された放射光は、再び端面Ａから出力されるときには、非常に小さなスポットサイズの光信号として観測される。
このときの端面Ａの断面について、図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）において、光入力位置１１は、入力用光ファイバ１が接続されている位置を表す。光出力位置２１は、出力用光ファイバ２が接続されている位置を表す。反射光出力位置４１は、反射ミラー４によって反射された光信号が、端面Ａから出力される位置を表す。図４（ｂ）に示されるように、端面Ａ上において、反射光出力位置４１は小さなサイズとなる。そのため、反射ミラー４を動かして、光出力位置２１に対して反射光出力位置４１を一致させるには高度な技術を要する。すなわち、出力用光ファイバ２（光出力位置２１）から光信号が出力される位置を探すことは容易でない。
【００３５】
次に、図４（ｃ）及び図４（ｄ）を用いて、本発明の最適位置を探す方法について説明する。図４（ｃ）において、本発明の最適位置を探す方法では、収束性ロッドレンズ３と反射ミラー４とを先に固定した後で、収束性ロッドレンズ３の端面に対して、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を上下左右に移動させて、出力用光ファイバ２から光信号が最適に出力される位置を探す。なお、図４（ｃ）において、端面Ｃは、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２の位置での収束性ロッドレンズ３の光軸と垂直な面を擬似的に設定したものである。
【００３６】
図４（ｃ）において、入力用光ファイバ１（端面Ｃ）から入力された光信号は、収束性ロッドレンズ３の端面Ａに対して離れているため、収束性ロッドレンズ３内のある地点で平行光となり、端面Ｂからは収束光として出力される。また、端面Ｂから入力された（反射ミラー４で反射された）収束光は、収束性ロッドレンズ３内のある地点で一点に収束し、その後スポットサイズを広げながら、放射光として端面Ａから出力される。すなわち、端面Ｃから入力された放射光は、再び端面Ｃから出力されるときには、大きなスポットサイズの光信号として観測される。
このときの端面Ｃの断面について、図４（ｄ）を用いて説明する。図４（ｄ）において、反射光出力位置４２は、反射ミラー４によって反射された光信号が、端面Ｃから出力される位置を表す。図４（ｄ）に示されるように、反射光出力位置４２は、光出力位置２１と比べて大きなサイズとなる。従って、出力用光ファイバ２（光出力位置２）から光信号が出力される位置を探すことは容易である。
【００３７】
以上のように、本発明の第１の製造方法によれば、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を収束性ロッドレンズ３に固定する最適な位置を容易に決定することができる。
【００３８】
（可変光減衰器の製造方法２）
次に、本発明の一実施形態に係る可変光減衰器の第２の製造方法について説明する。
図５は、可変光減衰器の第２の製造方法における前半（第１〜４）工程を説明する図である。図６は、可変光減衰器の第２の製造方法における後半（第５〜６）工程を説明する図である。第２の製造方法は、第１の製造方法と比較して、角度θを持った反射面７１を有する透明ガラス７を用いるところが異なる。ここで、角度θとは、収束性ロッドレンズ３の端面（収束性ロッドレンズ３の光軸と垂直な面）に対して角度θを持っているという意味である。この角度θは、上述した方法によって求めることができる。反射面７１は、入力された光信号を反射する。具体的には、反射面７１は、光信号を反射するガラスや金属膜等の素材からなる。透明ガラス７は、入力された光信号を透過して出力する。なお、透明ガラス７は、光信号を透過して出力する透明部として機能するものであり、具体的にはガラスやプリズム等の透明素材からなる。
【００３９】
第１の工程（図５（ａ））では、角度θを持った反射面７１を有する透明ガラス７と、収束性ロッドレンズ３とを接着剤等で仮固定する。第２の工程（図５（ｂ））では、収束性ロッドレンズ３に入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を近づけて、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を固定する最適位置を探す。なお、第２の工程によれば、入力用光ファイバ１に入力された光信号は、収束性ロッドレンズ３及び透明ガラス７を介して反射面７１で反射されることになるので、上述した第１の製造方法における第３の工程と同様の方法によって最適位置を容易に探すことができる。第３の工程（図５（ｃ））では、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を、第３の工程で探した最適位置で収束性ロッドレンズ３に固定する。第４の工程（図５（ｄ））では、反射ミラー４をバイモルフ型圧電素子５に取り付け、バイモルフ型圧電素子５に取り付けられている反射ミラー４を、透明ガラス７の反射面７１に仮固定する。第５の工程（図６（ａ））では、第４の工程による形成物を筐体６に取り付ける。第６の工程（図６（ｂ））では、第５の工程による形成物から、角度θを持った反射面７１を有する透明ガラス７を取り外す。第２の製造方法は、上記第１〜６の工程によって、本発明の可変光減衰器を製造する。
【００４０】
以上のように、本発明の第２の製造方法によれば、角度θを持った反射面７１を有する透明ガラス７を用いることにより、反射ミラー４を収束性ロッドレンズ３の端面に対して角度θだけ傾けて簡単に設置できる。このため、光減衰特性が良好な可変光減衰器を容易に製造することができる。また、入力用光ファイバ１、出力用光ファイバ２、収束性ロッドレンズ３、角度θを持った反射面７１を有する透明ガラス７、反射ミラー４、及びバイモルフ圧電素子５を接続した形成物（すなわち、第４の工程（図５（ｄ）参照）を、筐体６とは別にまとめて製造しておくことができるため、量産性に優れる。
【００４１】
なお、上記実施例では、光信号を収束するレンズ部として収束性ロッドレンズ３を用いた場合を説明した。しかし、このレンズ部には、光信号を収束するレンズであれば、収束性ロッドレンズ３以外のレンズを用いることもできる。例えば、レンズ部として、収束性ロッドレンズ３の替わりに凸レンズを用いてもよい。ただし、収束性ロッドレンズ３には、端面が水平であるため、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を固定し易いという利点がある。
【００４２】
また、レンズ部として、端面が球面であるレンズ（例えば、凸レンズ）を用いた場合、第１及び第２の製造方法にて、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２をレンズ部の球面に保持する部材等を用いてもよい。この理由は、レンズ部の端面が球面であるため、入力用光ファイバ１及び出力用光ファイバ２を最適な位置に固定するのが難しいからである。
【００４３】
また、上記実施例では、収束性ロッドレンズ３に対する反射ミラー４の角度及び位置を変化させる可動部としてバイモルフ型圧電素子５を用いた場合を説明した。しかし、この可動部には、反射ミラー４の角度及び位置を変化させることができる構成であれば、バイモルフ圧電素子以外を使用してもよい。
【００４４】
またさらに、本発明の可変光減衰器は、反射ミラー４及びバイモルフ型圧電素子５を支える構造について変形することができる。以下に、本発明の可変光減衰器の変形例について説明する。
【００４５】
（可変光減衰器の変形例１）
図７は、本発明の可変光減衰器の第１の変形例を示す図である。第１の変形例による可変光減衰器は、支持部８をさらに備える。支持部８は、収束性ロッドレンズ３の端面（収束性ロッドレンズ３の光軸と垂直な面）に対して角度θの傾斜面を持ち、この傾斜面で反射ミラー４及び可動部５を支える。第１の変形例による可変光減衰器は、収束性ロッドレンズ３を覆うように支持部８を用いることで、反射ミラー４の角度θを簡単に設定することができる。なお、支持部８によって反射ミラー４の角度θを設定できるため、筐体１６は、図３で示した傾斜面６１を持たなくてもよい。
具体的な支持部８としては、収束性ロッドレンズ３を覆うことができる外周を保持し、収束性ロッドレンズ３の光軸と垂直な面に対して角度θの傾斜を持たせたＯ型リング８１（図８（ａ）参照）や、円筒形の空洞を設けた角柱部材８２（図８（ｂ）参照）等を用いることができる。
【００４６】
（可変光減衰器の変形例２）
図９は、本発明の可変光減衰器の第２の変形例を示す図である。第２の変形例による可変光減衰器は、第１の変形例による可変光減衰器が収束性ロッドレンズ３を覆うように支持部８を用いる（図７参照）のに対して、収束性ロッドレンズ３の端面に支持部９を取り付けることで、反射ミラー４の角度θを簡単に設定することができる。ただし、支持部９は、収束性ロッドレンズ３に入出力される光信号の光路を塞がないように、収束性ロッドレンズ３の端面に取り付けられる必要がある。
具体的な支持部９としては、収束性ロッドレンズ３の光路を塞がない外周を保持し、収束性ロッドレンズ３の光軸と垂直な面に対して角度θの傾斜を持たせたＯ型リング９２（図１０参照）等を用いることができる。
【００４７】
（可変光減衰器の変形例３）
図１１は、本発明の可変光減衰器の第３の変形例を示す図である。第３の変形例による可変光減衰器は、筐体２６の形が図１に示した筐体６と異なる。図１１において、筐体２６は、収束性ロッドレンズ３の光軸の延長線上に、バイモルフ型圧電素子５を当接するための傾斜面２６２を設ける。この傾斜面２６２は、収束性ロッドレンズ３の端面（光軸と垂直な面）に対して角度φ傾けて設けられる。なお、この角度φは、反射ミラー４を角度φ傾けたときに最大の減衰量が得られるように設定される。第３の変形例による可変光減衰器は、この傾斜面２６２に沿って、反射ミラー４を取り付けたバイモルフ電圧素子５を筐体６に取り付ける。なお、筐体２６に設けられた傾斜面２６２は、バイモルフ型圧電素子５を支える支持部とすることもできる。
第３の変形例による可変光減衰器は、バイモルフ型圧電素子５の支点を中心とした円弧に沿って、反射ミラー４を収束性ロッドレンズ３の方向に移動させることで光減衰量を調整する。すなわち、第３の変形例による可変光減衰器は、初期状態において最大の減衰量を得ることができ、そこから減衰量を小さくする方向で光減衰量を調整する。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の可変光減衰器は、光信号強度調整用デバイス等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る可変光減衰器の構造例を示す図
【図２】反射ミラー４を設置する角度を説明する図
【図３】可変光減衰器の第１の製造方法を説明する図
【図４】最適位置を容易に探す方法を説明する図
【図５】可変光減衰器の第２の製造方法における前半工程を説明する図
【図６】可変光減衰器の第２の製造方法における後半工程を説明する図
【図７】本発明の可変光減衰器の第１の変形例を示す図
【図８】第１の変形例における支持部８の具体例を示す図
【図９】本発明の可変光減衰器の第２の変形例を示す図
【図１０】第２の変形例における支持部９の具体例を示す図
【図１１】本発明の可変光減衰器の第３の変形例を示す図
【図１２】第１従来例の可変光減衰器の構成を示す図
【図１３】第２従来例の可変光減衰器の構造を示す図
【図１４】第３従来例の可変光減衰器の構造を示す図
【符号の説明】
【００５０】
１、５０１、６０１  入力用光ファイバ
２、５０２、６０２  出力用光ファイバ
３  収束性ロッドレンズ（レンズ部）
４  反射ミラー（反射部）
５  バイモルフ型圧電素子（可動部）
６、１６、２６  筐体
７  透明ガラス
８、９  支持部
８１、９１  Ｏ型リング
８２  角柱部材
１１  光入力位置
２１  光出力位置
３０  レンズ光軸位置
３１  レンズ反射光出力位置
３９  レンズ反射光
４１、４２  反射光出力位置
４９  ミラー反射光
７１  反射面
５０１、６０１  入力用光ファイバ
５０２、６０２  出力用光ファイバ
５０３、５０４、６０３  レンズ
５０５、５０６  偏光素子
５０７  磁気光学素子
５０８、５０９  永久磁石
６０４  反射ミラー
６０５、６１５  可動部
６０６、６１６  筐体
【図１】
2005326645.tif 000003
【図２】
2005326645.tif 000004
【図３】
2005326645.tif 000005
【図４】
2005326645.tif 000006
【図５】
2005326645.tif 000007
【図６】
2005326645.tif 000008
【図７】
2005326645.tif 000009
【図８】
2005326645.tif 000010
【図９】
2005326645.tif 000011
【図１０】
2005326645.tif 000012
【図１１】
2005326645.tif 000013
【図１２】
2005326645.tif 000014
【図１３】
2005326645.tif 000015
【図１４】
2005326645.tif 000016